第3单元 传感器技术

第3单元传感器技术任务一传感器基础传感器狭义定义:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置。传感器广义定义:凡是利用一定的物质(物理、化学、生物等)法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换,并且输出与输入严格一一对应的器件或装置。在不同的技术领域，传感器又被称为检测器、换能器、变换器等。目前传感器己与微处理器、通信装置密切地结合到了一起，无线传感器网络就是传感器、微处理器与无线通信相结合的产物。1.传感器基本概念传感器技术是以传感器为核心的,它是由测量技术、功能材料、微电子技术、精密与微细加工技术、信息处理技术和计算机技术等相互结合而形成的密集型综合技术。（1）守恒定律主要有能量、动量、电荷量等守恒定律。这些定律是我们探索、研制新型传感器时或在分析、综合现有传感器时,都必须严格遵守的基本法则。（2）场定律包括运动场、电磁场的感应定律等。其相互作用与物体在空间的位置及分布状态有关。（3）物质定律它是表示各种物质本身内在性质的定律,如欧姆定律。通常以这种物质所固有的物理常数给予描述。2.传感器的物理定律第3单元传感器技术任务二传感器分类及特性根据传感器工作原理的不同,可分为物理传感器和化学传感器。物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应、磁致伸缩现象、离化、极化、热电、光电、磁电等效应。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题、规模生产的可能性、价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。1.传感器工作原理及分类微电子技术、通信技术以及无线通信等技术的发展，使得传感器的体积越来越小，并在微小体积的芯片内集成了信息采集、数据处理以及无线通信等许多功能。常见的传感器包括温度、压力、湿度、光、霍尔磁性传感器等。（1）传感器的静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有的相互关系。表征传感器静态特性的主要参数如下：①线性度，②回差（滞后）③灵敏度，④重复性，⑤分辨率，⑥稳定性，⑦漂移，⑧阈值，⑨静态误差(精度)。2.传感器的特性（2）传感器的动态特性动态特性是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种。第3单元传感器技术任务三传感器的应用与发展趋势传感器作为感知外部世界的重要设备,广泛应用在科研、工程和物联网等各个方面,主要应用领域如下：（1）工业自动化（2）航空航天（3）资源探测与环境保护（4）医学（5）家电（6）军事1.传感器的应用传感器的发展正朝着小型化和智能化方向发展，其中最具有代表性的是微机电系统传感器和智能传感器。（1）多功能集成化与微型化多功能指的是在同一芯片上，或将众多相同类型的单个传感器件集成为一维、二维或二维阵列型传感器。（2）数字化、智能化与网络化传感器的数字化是提高传感器本身多种性能的需要，也是传感器向智能化、网络化更高层次的发展。2.传感器的发展趋势（1）EPC编码标准第一，电子产品编码的规格；第二，定义Gen2标准下RFID电子标签的数据规格。（2）EPC编码结构①EPC版本号（EPCVersion）；②域名管理者(Domain